作者:邹德虎
电力安全生产是一个很大的话题。本文主要分为两个部分,第一部分是狭义的安全生产,也就是以操作票、工作票为核心的电力安全工作规程;另一部分是广义的安全生产,从系统的角度来论述。
首先是电力安全工作规程。我的第一份工作是500kV变电站运维值班,当时要求我们学习、背诵电力安全工作规程,每隔一段时间就要考试。虽然当时更多的是记忆而不是理解,但确实是非常认真的学习了,刻上了很深的烙印。这使得我对很多技术问题的分析角度不同于其他电力研发人员或者学术研究人员。
关于电力安全规程,我的理解是与人身安全和现场操作安全密切相关的规则的汇总。其中两票是把工作内容和步骤按照表格的方式打印出来,然后逐条执行,每次执行一步就打勾,这是一种卓有成效的管理方式,在不同的行业有不同的叫法,也是区别手工作坊与正规军的重要标志。比如说,郭帆导演在导演《流浪地球》时提出电影工业化的概念,一个重要的改进措施是剧组每个工种都有详细的清单,可以按照步骤有条不紊的履行自己的工作职责。
具体而言,这叫做 “清单”或“标准化作业书”。在项目管理和日常工作中,可以确保每一项任务都被记住并按计划执行。在操作票和工作票的执行过程中,不仅有严格的审核过程,而且有监护的概念。比如说,法航447航班空难,飞行员博南一直在拉杆,他的同事始终不知道他在拉杆,这就是监护失效的反面典型。
操作票面向运行人员,在故障处理、新设备投运、电网运行方式改变等过程中,最重要的关注点始终应该是整体电网的稳定运行,决不能因小失大。运行人员只需要发现并大概知道问题在哪,具体的详细事故分析、故障排查、检修与消缺,应该是别的工种的职责。
工作票面向检修等实际作业人员,在运行人员做好方式转换(隔离并转检修)、安全措施之后,交给一、二次检修人员执行工作票。执行完成后,再由运行人员投入运行。
我认为电力行业和民用航空虽然是完全不同的领域,但它们在安全规程上有许多共同点,因为这两个行业都非常注重安全、风险管理和预防措施:
持续的培训与教育:这两个行业都强调对员工进行定期和持续的安全培训,包括紧急应对训练和最佳实践的分享。
事故调查与学习:当事故发生时,无论是电力行业还是民用航空,都会进行彻底的事故调查,并从中学习,改进其安全措施和操作程序。
预防性维护:两个行业都非常重视设备的预防性维护,定期检查和更新关键设备,以防故障导致的安全问题。
风险管理:电力行业和民用航空都实施风险管理策略,通过识别潜在风险,评估风险发生的可能性和严重性,并制定相应的缓解措施。
应急计划:电力行业和民用航空都制定了应急准备计划,以便在事故或突发事件发生时能够迅速有效地响应。
现代科学技术的发展,对于电力安全工作有很大的影响,具体体现在以下几个方面:
1) 现代电网调度自动化系统的发展,使得大量操作可以由远程完成。不仅是防误闭锁可以由程序完成,甚至很多真正的控制也可以由程序来完成。这在某种程度上突破了监护人制度的范围。这就导致,某些核心控制软件的测试不能用软件或者互联网行业的标准,而应提升至电网主业的标准,这方面电网应该有自己的强制测试规范甚至软件代码规范。
很多年轻人甚至不知道,早期的电压控制、频率控制也是由调度员人工完成的,AVC、AGC的发展解放了大量的劳动。智能变电站中,程序化操作也变得常见。另外,本人早在十几年前就研发实现110kV线路断路器的直接投退控制(网络备自投),这在行业中也算是非常早了。毕竟现在连10kV的馈线自动化都还没有完全普及。
2)信息化系统的发展,使得运维工作电子化了。不仅是操作票、工作票的管理由信息化系统完成,很多现场的巡视手段也现代化了,大量视频监控、信号分析处理工具、无人机都可用于运维工作。
3)人工智能技术的发展,进一步提升了安全工作的水准。现在的AI可以判断人类与带电设备的距离,这其实解决了老大难问题。AI还可以在事故预案的电子化管理和自动化辅助处理、多级电网调度协调中发挥重要作用。
正如自动驾驶不能替代人类驾驶员,现代科技辅助人类工作,但不能替代人类。我在之前的AI分析文章已经详细谈过,现代电力AI的发展路径问题。同时,民航的发展也有这样的趋势:飞行员过于依赖自动驾驶系统,一旦自动驾驶失效,他们处理事故的能力反而下降了。电力系统一定要吸取民航的教训,以前调度自动化系统失效,老一辈的调度员甚至可以通过电话给变电站,一点点把电网恢复,这在很多人看来有些天方夜谭了。我能想到以下几个建议:
仿真系统应该与电力科技同步发展,并提高复杂事故的演练准确性、真实性。我以前提过,某电网DTS系统(调度员培训仿真)对于严重事故的模拟不足,最严重的故障是三相接地短路,哪怕是带负荷拉刀闸也不过触发三相接地短路。那万一主变压器爆炸该怎么模拟呢?不要告诉我没发生过。
仿真或者电网模拟,越生动、越游戏化越好,或者真正做成游戏也未尝不可。很多飞行模拟软件是非常准确的,吸引了很多玩家,包括飞行员。当然,游戏的引擎依然需要完善的电网建模仿真技术。
必须假设网络系统、信息化系统,乃至调度自动化系统不是坚不可摧的。前段时间阿里云、滴滴等出现了严重安全事故,你能保证调度自动化系统的异地多活,真的能比阿里云厉害吗?宣传工作做的好,不代表风险真的不存在。除了可以假设保护和安全自动装置的绝对可靠(否则一次设备需要陪停),其他二次系统都有可能出问题。无论如何需要确保一次系统的连续运行,哪怕是信息化系统的大面积故障。
下面再谈一谈广义、系统性的电力安全生产。电力系统安全包括以下层次:
人身和设备安全,包括前面介绍的安全规程;也包括设备入网检测、运维检修工作、继电保护工作等。
电力系统整体安全,主要由“三道防线”保证,还包括方式计算等工作。运行人员处理事故,其实是处理保护和自动装置动作后留下的“烂摊子”。因此,电力系统整体安全、系统性安全是非常复杂的,涉及非常多不同部门的通力合作,甚至电力市场的运行。当然,电网规划也会对将来的系统安全有间接性影响。
社会安全。现代社会随着信息化的发展,对电力的依赖在加深。我小时候生活在县城,有句顺口溜“三天不停电,不是某某县”,手电和蜡烛更是必备。但现代社会对停电的忍耐是下降很多的。另外,在传统上,电力系统对事故的定级受到挑战,社会的停电损失并不一定与停电范围成正比。比如说,数据中心停电了,恰好UPS电源又出了问题,哪怕是很小的停电也会造成很大的社会影响。因此,传统的电网分析计算需要对负荷进行更精细的建模,而现在主网调度和配电的数据尚且没有打通,而且我认为配用电的数据量如此之大,全部进入调度是不现实的,必须建立简化近似的建模方式。主网的许多分析手段,例如N-1分析将要向更精细的方向发展,比如说N-1分析假定了事故概率的相等,事故后果的简化(无非是失去多少负荷,但负荷与负荷之间只有量的差别)。
电力系统的安全上升至社会安全统一考虑,还意味着电力系统调度自动化、信息化等系统等不再是反映电力内部工况的系统,而是反映电力内部、自然环境、外部社会的更全面系统。
最后谈一点不太相关的,电网现代科技项目实用化的标志是什么?我认为标志之一是纳入到电网安全生产管理的闭环内,建立起完善的运行维护手册和紧急事故处理手册,紧急事故处理手册还应包括厂家联系方式。并且每年至少一次异常演练,以及定期的运行排查。